GNSS载波相位精密时间传递数据处理技术综述

精密时间传递是时频领域最为基础的工作之一,在科技、经济、军事和社会生活中具有重要作用.全球卫星导航系统(GNSS)因其众多优势成为精密时间传递的重要手段,尤其是近些年发展的基于高精度载波相位观测值的时间传递技术成为GNSS时频领域的研究热点.本文对GNSS载波相位精密时间传递相关的研究进行了全面总结,对其数据处理涉及的观测模型、模糊度处理方法进行了归纳阐述,对精准性、一致性、稳健性、连续性、实时性、完好性等技术进行了探讨,并指出该领域未来应该重点解决非差与差分处理模型统一性、不同机理融合时间服务统一性和天空地海地下时间服务无缝性问题.     

GNSS载波相位时间传递的日界不连续误差研究EI北大核心CSCD

高精度远程时间传递技术是实现两地时钟比对的重要手段,是实现地方协调世界时UTC(k)与国际UTC建立联系的技术支撑,是国际原子时(TAI)计算的基础。作为GNSS载波相位时间频率传递技术的典型代表,基于全球定位系统(GPS)的精密单点定位(PPP)自2009年开始被国际权度局(BIPM)用于TAI计算,时间传递精度可达亚纳秒量级。然而,由于伪码噪声影响,使得PPP相位模糊度失去了整数特性,时间传递结果在相邻天边界历元处出现“不连续”现象,导致无法通过PPP时间传递更加准确反映两地实时连续运行时钟的性能,严重影响PPP时间传递长期频率稳定度的提升,也限制了PPP时间传递在铯喷泉钟等基准频标比对中的应用。论文围绕PPP时间传递结果日界不连续误差这一核心问题,按照从GPS单系统到GPS/BDS多系统,从理论研究到试验验证的模式,系统深入地研究了日界不连续误差的统计特性、产生原因、对时间频率传递的影响及改正方法。主要研究内容及结论如下。     

基于大地型时频传递接收机的精密时间传递算法研究

介绍了大地型GPS时频传递接收机的特点,给出了传统GPS载波相位时间传递法与连续GPS载波相位时间传递法的算法流程,利用IGS/TAI并置站的数据进行了精密时间传递计算.     

北斗二号/三号融合载波相位时间传递精度分析

本文给出了载波相位时间传递数学模型,并基于多模全球卫星导航系统(GNSS)试验跟踪网MGEX (Multi-GNSS Experiment)的实测数据,对北斗二号/北斗三号卫星导航系统(BDS-2/BDS-3)融合载波相位时间传递性能进行分析. 结果表明:BDS-3的加入能够增加测站的可视卫星数量,改善卫星分布空间构型. 相比仅使用BDS-2,BDS-2/BDS-3融合解算可将MRO1-CUSV和NNOR-CUSV的时间传递精度分别从0.11 ns、0.10 ns提高到0.07 ns、0.08 ns,A类不确定度分别从0.007 ns、0.006 ns提高到0.004 ns、0.005 ns.      

卫星双向载波相位时间频率传递及其误差分析

深入解析了基于码伪距测量的卫星双向时间频率传递(TWSTFT)原理,对其误差进行了分析,其精度主要受码速率的限制,难于满足更高精度要求;文章提出了基于载波相位的卫星双向时间频率传递方法,载波频率高,波长短,从理论上分析了以其作为TWSTFT伪距测量的参数可大幅度提高时间传递的精度;并对TWSTFT载波相位测量存在的误差源进行了初步分析,得出影响最大的因素是转发器误差、电离层误差、多径效应误差及星站相对运动引起的误差,参考GPS载波相位测量中误差消除的方法,对误差的消除方法提出建议。     

GNSS载波相位观测值周跳处理方法研究

载波相位观测值是GNSS定位系统高精度的关键,而周跳是载波相位数据处理过程中必不可少的关键性问题。从载波相位测量原理入手,系统分析了周跳产生原因及特性,在此基础上,讨论了电离层残差法以及相位减伪距法探测周跳的适用性和优缺点。     

地基GNSS水汽反演及其在极端天气中的应用研究EI北大核心CSCD

全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)作为一项颠覆性的导航技术,在诸多重要领域(如测绘、气象、交通、环境和农业等)都得到了广泛的应用。GNSS作为一种新型的水汽探测手段,具有重要的研究前景和应用潜力。它克服了传统气象观测水汽的诸多缺点(成本高、时间分辨率低、仪器偏差与漂移影响较大、易受天气影响等),能够实时反映大气环境的变化规律,全天候地获取全球大气水汽信息。然而,GNSS气象学作为一项快速发展的学科,在多尺度的天气灾害事件监测与预报模型的应用研究中还很有限。     

北斗广域高精度时间服务原型系统

基于精密单点定位(precise point positioning,PPP)的时间传递技术以其精度高、覆盖范围广的优点成为性能最优的GNSS时间传递方法之一。随着广域差分产品时效性的提高,实时PPP时间传递开始应用于精密授时的研究。本文在PPP时间传递技术的基础上,结合实时卫星钟差估计、接收机时钟调控及硬件延迟标校技术,建立了基于北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)的广域高精度时间服务(wide-area precise timing,WPT)系统,可为用户实时提供准确、稳定、可溯源的时间。WPT系统分为时间服务平台和用户终端两个部分。时间服务平台引入高精度的时间作为系统的参考时间基准,并提供广域实时差分改正数;用户终端基于实时PPP时间传递算法获取本地钟与系统时间基准的差异,并采用精密调钟技术实现终端与系统的同步。为了验证系统的实时授时性能,本文进行了零基线、短基线及广域环境下的性能测试和评估。试验结果表明,该系统零基线、短基线时间同步精度优于0.5 ns,广域条件下单天的授时精度均优于1 ns,为基于北斗系统的精密授时技术发展提供了参考。     

一种单差观测值的连续实时载波相位时频传递方法

针对传统GPS共视法(GPS CV)和载波相位时频传递法(GPS Different CP,GPS CP)的特点和局限性,提出了一种基于单差观测值的连续实时载波相位时频传递方法(GPS DCP),该方法利用两个时频传递站上对单颗卫星构成的单差观测值进行GPS CP模式计算,同时利用基于参数贝叶斯估计的算法平滑天与天之间的钟跳。算例结果显示,新算法相比传统GPS CP法在中短距离内具有更高的时频传递精度和稳定性。     

星地双向时差测量系统周跳探测与修复算法

随着空间时间频率基准的精度越来越高,需要与之匹配的空间时频传递技术. 基于载波相位的星地双向时差测量方法可以实现更高的时间频率传递精度,但对于复杂的星地环境,由于航天器飞行动态高,时频传递链路的传输频率高,载波多普勒效应大,更容易出现粗差和周跳. 基于此,研究一种适合高动态环境下的星地双向时差测量系统载波相位周跳探测与修复方法,提出一种适用于三频组合模式的双向周跳探测与修复方法. 该方法联合双频码相 (MW)组合法可以实现不同类型周跳的探测与修复,对于上下行三条微波链路均可探测出周跳的存在并实现毫米级周跳修复精度. 进一步对基于载波相位测量的星地双向时差测量系统的星地时间同步性能进行分析,在经过周跳探测与修复,以及链路时延数据处理,其星地时间同步精度优于0.3×10–12 s.      

地图中半线半面符号的设计与研究

针对地图中的一类特殊符号,提出了半线半面符号的概念,对这类符号的构造特点进行了研究,在此基础上,采用面向对象的思想对该类符号进行了结构化描述,并在计算机环境下实现了半线半面符号的自动绘制。     

科技发展趋势及对测绘的影响

本文分析了信息技术、空间技术等与测绘相关的各领域科技发展趋势和特点,总结了科技进步对测绘发展的重大影响,指出科技进步使测绘的工作对象、服务主体、应用范围等持续拓展,推动了地理信息更好更快发展。     

GIS and educational and instructional challenges

. This paper discusses the educational and instructional challenges posed by the rapid development and acceptance of GIS as a tool for applied spatial analysis. Many commentators have noted the mismatch between the sophisticated capabilities of Spatial Analysis/GIS and the techniques that are actually employed in practice. It must be recognized that there is a challenge to educators to overcome this gap. This mismatch is especially apparent in the case of social science applications. This paper (a) discusses implications for training both future users and developers of GIS tools; (b) includes some observations on the tensions between the demand for skills (to satisfy certain applications) and the potential diversion of effort and talent from fundamental research; and (c) offers some thoughts for ways in which progress might be made.     

海空重力测量及应用技术研究若干进展

总结分析评述了海军重力研究团队在海空重力测量及应用技术研究领域取得的一些有理论意义和实用价值的研究成果,主要涵盖需求论证与顶层设计、观测数据归算与精度评估、测量误差分析处理与分离补偿、地表观测重力向上延拓、航空观测重力向下延拓、海域重力数据模型构建、地球外部重力场逼近和大地水准面精化等8个研究方向,重点从各项关键技术的研究背景、研究思路、难点突破、成果应用前景等几个方面进行了分析和总结,回答了该研究领域涉及理论方法和工程应用的一系列科学问题,为该领域未来发展提供借鉴和参考。     

海陆空间信息一体化集成共享研究与应用

如何实现海陆多源数据的融合共享是当前GIS发展研究的一个热点问题。创新性地提出并研究了海陆地理空间数据一体化整合技术,解决了目前存在的海洋与陆地地理信息无法集成共享的问题,有效实现了海陆矢量数据与栅格数据的有机融合。目前,该成果已成功应用于宁波市海洋信息化管理工作中,实现了宁波市各类海洋地理数据的整合集成,为全市各级海洋部门业务应用提供了统一的空间信息协同共享服务框架。     

瑞典和芬兰矿产国家所有权控制

近年来,瑞典和芬兰两国的探矿采矿发展迅猛,特别是与十年前相比,不可同日而语.矿业再度成为暴利行业.两国生产型矿产资源的税制或开采特许权制度一直受到广泛讨论.但两国《矿产法》均未对矿产资源所有权问题做出明确界定.无论两国《矿产法》是否规定了国家为矿产资源所有者,瑞典和芬兰两国在国家层面均无法对矿产资产的勘采发挥决定性影响.所有权还可以指在金属矿业公司中的持股比例.更广义讲,国家的作用可追溯为矿产政策或战略——包括芬兰和瑞典在内的数个欧盟成员国最近发布了此政策或战略.该文采用比较分析法,旨在探讨与分析瑞典和芬兰在国家层面如何调整矿产权、管控矿业公司,并基于历史回顾和全球情况简析,就上述两国在国家层面的未来矿产战略所发挥的作用提出了看法.本文从历史角度对瑞典和芬兰在国家层面的矿产资源权属、采矿规范与管控、国有矿产勘采公司所有制方面的作用进行了探讨.该文介绍了两国在不同的历史时期基于社会共识对国家所有制的不同观念而选择的不同道路,也即,矿产资源战略应不断调整,积极契合历史际遇.我们认为,作为矿产资源所有者与管控者及勘采活动监管者,国家应在上述两国矿产资源战略方面发挥更充分的作用.正如本文所分析的那样,瑞典和芬兰在国家所有权和控制权方面总体上拥有较积极的经验.我们认为,上述两国应同其它国家和国际组织分享和交流这方面的经验,首先是欧盟和欧洲委员会,其次是欧盟和欧洲以外以及联合国和非盟框架内的国家和组织.     

测绘进步推动经济发展的关联分析

总结了测绘技术的发展历程,就技术进步与投资模式转换、就业结构变化、价格结构变化、需求结构变化4个方面,从技术经济角度对测绘技术的进步与经济发展的关系进行了具体分析,并对测绘技术经济效益进行了综合分析,最后对下一步的努力方向提出设想。     

海岛礁测绘的主要技术及方法

介绍海岛礁测绘基准、海岛礁识别定位、遥感测图、潮位与岸线综合判定等技术,并提出了解决各技术难点的方法。     

数字地球与现代测绘科技的发展

本文回顾了在新技术支持下测绘学现代发展趋势,漫谈了测绘学信息化发展方向与数字地球构想的关系,侧重于大地测量,兼谈对地球空间信息学的一点认识,最后为我国大地测量近期为应对数字地球挑战提出了若干建议。     

遥感与资源环境信息系统应用与展望

本文分析了９０年代遥感与地理信息系统的发展趋势。根据国民经济持续发展的需求和计算机技术、信息技术的发展前景，提出了今后遥感与地理信息系统发展的建议。